Resumen Est Tema III Diagenesis Tipos Rocas Sed[1]

GEOLOGÍA DE

YACIMIENTOSTEMA III: DIAGÉNESIS DE LAS ROCAS

SEDIMENTARIAS Y SUS PROPIEDADES.

Geología de YacimientosTema III

¿ Que es una Roca Sedimentaria ?

Las rocas sedimentarias son originadas como consecuencia deacciones mecánicas o químicas sobre otras rocas ya existentes.

SON ROCAS FORMADAS A PARTIR DE LOS PROCESOS DE

METEORIZACION, EROSION, TRANSPORTE Y SEDIMENTACION QUE

ACTUAN SOBRE ROCAS PREEXISTENTES Y EXPUESTAS A LA INTERPERIE

EN LA SUPERFICIE TERRESTRE


CAPAS O ESTRATOS

Todos los sedimentos se depositan

originalmente en capas cuyas

superficies son subhorizontales.

Cuando las capas en la superficie o

en el subsuelo, se encuentran con

inclinaciones que se alejan de la

horizontal, ello es debido a

deformaciones tectónicas, como

consecuencias de esfuerzos

compresionales o gravitacionales

que se producen en la corteza

terrestre, esencialmente por los

preocesos de formación de

montañas.

Es una capa de sedimento con

litología homogenea o gradacional

que se depósito durante un

intervalo de tiempo definido.


DIAGÉNESIS .ES EL PROCESO MEDIANTE EL CUAL EL SISTEMA (SEDIMENTOS-

MATERIA ORGÁNICA-PRESIÓN-TEMPERATURA) TIENDE A ALCANZAR

UN EQUILIBRIO SOBRE LAS CONDICIONES TRIVIALES DE

ENTERRAMIENTO Y A TRAVÉS DEL CUAL EL SEDIMENTO SE HACE

CONSOLIDADO.

LOS CAMBIOS COMIENZAN EN LA INTERFACE SEDIMENTO-AGUA

DESPUÉS DEL ENTERRAMIENTO DE LAS PARTÍCULAS MINERALES, LA

MATERIA ORGÁNICA Y EL AGUA INTERSTICIAL, QUE OCASIONAN LA

LITIFICACIÓN DE LOS SEDIMENTOS.


DIAGÉNESIS .LOS PROCESOS DIAGÉNETICOS INCLUYEN TODOS LOS QUE SE

REALIZAN ENTRE EL DEPÓSITO DEL SEDIMENTO Y SU CONVERSIÓN A

ROCA SEDIMENTARIA, HASTA SU TRANSFORMACIÓN EN ROCA

METAMÓRFICA.

LA DIAGÉNESIS OCURRE DONDE LA MINERALOGÍA DE LA ROCA LLEGA

A SER INESTABLE COMO RESULTADO DE LOS CAMBIOS EN LAS

CONDICIONES FISICOQUÍMICAS.

LA INESTABILIDAD POR LO GENERAL TIENE LUGAR EN EL CONTACTO

DE LOS GRANOS Y EN EL ESPACIO PORAL ENTRE LOS GRANOS.


DIAGÉNESIS .

Entre los cambios físicos que pueden ocurrir en la

interface agua-sedimento, tenemos:

•Alteración en el tamaño de la partícula.

•Alteración de su resistencia mecánica.

•Reducción de su porosidad.

•Bioturbación


DIAGÉNESIS .

LOS FACTORES QUE AFECTAN LA DIAGÉNESIS DE

LOS SEDIMENTOS, SON LOS SIGUIENTES:

• COMPOSICIÓN

• PRESIÓN DE SOTERRAMIENTO

• TEMPERATURA

• COMPOSICIÓN Y NATURALEZA DE LOS FLUIDOS DEL PORO

• TAMAÑO DE GRANO

• POROSIDAD y PERMEABILIDAD

• CAUDAL DEL FLUJO DE FLUIDOS


DIAGÉNESIS .

Entre los cambios químicos que pueden ocurrir en

la interface agua-sedimento, tenemos:

•pH (Acidez – Basicidad)

•Eh ( Potencial óxido-reducción)

•Adsorción (Física y química)

•Temperatura

•Presión

•Tiempo geológico


PROCESOS DIAGENÉTICOS .

•COMPACTACIÓN

Es la disminución de volumen del sedimento, provocada por el

efecto de la carga, originando como consecuencia el

enterramiento y con esto la disminución de la porosidad

•CEMENTACIÓN

Consiste en la depositación por precipitación química de

minerales en los poros o intersticios de un sedimento.

Produciendo con esto la rigidez del mismo, al unirse los granos

entre si.

Prof. Ing. José A. Zabala, MSc., © 2009.



•NEOFORMACIÓN DE MINERALES

Es la formación de nuevos minerales, generalmente es función

de la ubicación de la superficie Eh = 0 en el cuerpo de masa de

agua.



•AUTIGENESIS o ALTERACIÓN

Reacciones químicas que conllevan a la transformación de un

mineral a otro, de hábito cristalino muy diferente.



La diagénesis temprana ocurre mientras el sedimento

se halla en contacto con agua marina intersticial,

ocurriendo reacciones de degradación de materia

orgánica y formación de minerales de hierro (óxidos,

sulfuros).

La diagénesis intermedia se produce compactación y

deshidratación,

La diagénesis tardía ocurren fenómenos de

sobrepresión (cuando la presión de agua en la roca

supera la litostática adquiriendo la roca plasticidad),

generación de hidrocarburos y concentración de

elementos trazas (U, Mo, V, Ni, etc.).


DIAGÉNESIS DE LAS ARENISCAS .

Esta clase de rocas se caracteriza por presentar un

patrón bastante uniforme de diagénesis.

Diagénesis de Arenas y

Gravas.

Aquí los procesos

diagenéticos afectan

principalmente a los granos.

Ocurren los siguientes

procesos: compactación,

cementación, alteración de

granos inestables y

disolución de granos.


DIAGÉNESIS DE LAS ARENISCAS .

El principal proceso diagénetico es la cementación,

generalmente por cuarzo, dolomita y calcita,

químicamente precipitados de los fluidos presentes en

los poros.


DIAGÉNESIS DE LAS LUTITAS .

Estas rocas están sujetas a varias modificaciones

postdepositacionales, tanto físicas como químicas.

Las primeras incluyen el efecto de la compactación,

originándose reducción en la porosidad y

mejoramiento en la orientación de los minerales.

Las segundas comprenden la

transformación de los

minerales, tempranamente

por reacción con el medio

circundante, o tardíamente

por recristalización.


DIAGÉNESIS DE LAS LUTITAS .

Diagénesis de Limos y Arcillas: Al ser estos sedimentos de

tamaño muy fino, requieren de muy poca velocidad de corriente

para asentarse. Sin embargo la mayoría de estos sedimentos se

hayan en ambientes costeros y marinos con velocidades

relativamente altas. Esto se debe a que existen dos procesos que

permiten su asentamiento: una inorgánico (floculación) y otro

orgánico (pelletización).

Cabe destacar que en estos

sedimentos además de minerales

de arcilla y granos finos de cuarzo y

feldespato, la materia orgánica es

uno de los constituyentes más

importantes, siendo por excelencia

las rocas madres del petróleo.


DIAGÉNESIS DE LAS CALIZAS .

Esta diagénesis es mas isoquímica que la de las

areniscas.

Donde los principales procesos comprenden el

neomorfismo, la cementación y la estiolotización.


¿ Que resultado se obtiene de los sedimentos aportados

por un ambiente sedimentario y el proceso de diagénesis

de estos en rocas ?


¿ Qué es una Cuenca Sedimentaria?

Son áreas Geosinclinales en que la mayorías de ellas estuvieron

sumergidas durante considerables períodos de tiempo geológico y

sujetas a hundimientos intermitentes.


¿ Que son los Geosinclinales?

ESTRUCTURALES Y

SEDIMENTARIAS DE

GRANDES ESPESORES

QUE SE RELLENAN A

TRAVÉS DEL TIEMPO

GEOLÓGICO

SON ÁREAS DEPRESIVAS

DE NUESTRA LISTOSFERA

CONFORMADAS POR

UNIDADES


Una cuenca sedimentaria es una región subsidente.

Subsidencia: Hundimiento progresivo de un sector de la corteza.

La existencia de una cuenca sedimentaria está estrictamente ligado a unespacio subsidente. Mientras haya subsidencia, habrá cuenca sedimentaria,cuando se pare se colmará.


La subsidencia simplemente hace posible la deposición de

las capas sedimentadas al dejar espacio por debajo de la

superficie del agua, por acción del hundimiento del fondo

Oceánico o marino, para la acumulación de sedimentos.


CAUSAS DE LA SUBSIDENCIA

1. Dilatación y contracción térmica: Existen puntos calientes en lacorteza que pueden producir dilataciones en zonas de la corteza,cuando esa zona se enfría y empieza la contracción, se produceuna depresión mientras dure la contracción, la cuenca.

3. Cambio de fase: Cuando al haber un cambio de fase de los mineraleséstos aumentan su masa y el equilibrio isostático produce unadepresión.

2. Intrusión densa: isostasia. Si tenemos una zona a la que se leañade una masa de magma más densa, eso implica más masa con loque el reajuste isostático produce una depresión.


CAUSAS DE LA SUBSIDENCIA

4. Reajuste isostático de un grabe. Es una zona distensiva que da lugara la formación de fallas normales y un consiguiente reajustehidrostático.

5. Estiramiento de la corteza y ascenso pasivo de la astenosfera. Sonlas típicas cuencas oceánicas. Se produce un estiramiento de cortezapor una fuerza de contracción que da lugar a un rifting (conjuntoescalonado de fallas normales) que produce el ascenso pasivo deastenosfera. La astenosfera aflora en la línea de rifting.

6. Fenómenos de estiramiento sin llegar a fractura. Se produce unadeformación elástica por carga en zonas de orógeno. Las fallasinversas llegan a acumular fallas sucesivas de escamas de rocas queno están en equilibrio isostático.


¿ Cual es la importancia de una

• POSEN UN ADECUADO ESPESOR DE ROCA SEDIMENTARIA PARA LA EXISTENCIAY RETENCIÓN DE GRANDES YACIMIENTOS DE PETRÓLEO Y GAS.

•POSEE POTENTES SECCIONES ESTRATIGRÁFICAS DE SEDIMENTOS RICOS ENMATERIAL ORGÁNICO Y ROCAS CON POROSIDAD Y PERMEABILIDADADECUADAS.

•SON DESDE EL PUNTO DE VISTA DIASTRÓFICO RELATIVAMENTE TRANQUILOS,CON LO QUE EL PETRÓLEO GENERADO Y ATRAPADO NO HA SIDO DESTRUIDO.


Propiedades de las Rocas Sedimentarias

Estas propiedades se basan el concepto de Textura

Término que tiene que ver con el tamaño, forma, disposición,

orientación y relaciones entre los granos o partículas

constituyentes de la roca.

GRANO

MATRIZ

CEMENTO

POROSIDAD

Textura Clástica:

formada por la acumulación de

minerales y fragmentos de

rocas.


El Cemento en rocas clásticasEs el precipitado químico posterior al depósito que llena los

intersticio o poros entre granos y matriz.

Sílice

Calcita

Dolomita

Siderita

Los materiales

cementantes

mas comunes en

las rocas

sedimentarias

son:

Por ejemplo: el cemento

sílice en las areniscas se

deposita como cuarzo, en

continuidad óptica con las

partículas de cuarzo de la

matriz de la roca.


El Cemento en rocas carbonatadasConstituye un componente textural de las rocas calizas, que en

general esta formado por Calcita Cristalina, denominada

ESPARITA.

Esta constituido por calcita o dolomita, hasta también

bajo la forma de aragonito.

El cemento calcáreo se origina generalmente a partir de la

disolución de conchas calcáreas, disueltas por la acción de

bióxido de carbono (CO2) liberado por la descomposición del

organismo al morir

La esparita es un lodo de calcita microcristalina de tamaño

superior a 10 micras.


El Cemento en rocas carbonatadas

Tanto la cementación, como el neomorfismo, son dos de los

factores mas importantes de la diagénesis de Carbonatos y

cuyos efectos se presentan en el cuadro siguiente:


POROSIDAD

PROPIEDAD QUE CONDICIONA FACTORES TALES COMO:

TEMPERATURA, PRESIÓN, SATURACIÓN Y VOLUMEN

DE PETRÓLEO Y GAS EN LA ROCA.



PERMEABILIDAD

PROPIEDAD DE LA QUE DEPENDE EL DESPLAZAMIENTO DE LOS

FLUIDOS EN EL INTERIOR DE LA ROCA, Y COMO

CONSECUENCIA, EXPLOTABILIDAD DEL YACIMIENTO



Tipo de Porosidades

POROSIDAD PRIMARIA

ES AQUELLA ADQUIRIDA DESDE LA SEDIMENTACIÓN


Tipo de PorosidadesPOROSIDAD SECUNDARIA

ES LA RESULTANTE DE LOS FENÓMENOS

POSTERIORES A LA DIAGÉNESIS

MICROPOROSIDAD: Es aquella que existe como poros muy pequeños

(< 1 µØ), generalmente asociado a arcillas

POROSIDAD POR DISOLUCIÓN: Es la resultante cuando el grano y/o

el cemento es disuelto por el flujo de fluidos.

POROSIDAD POR FRACTURAS: Es la causada por roturas o grietas

ocasionadas por efectos tectónicos en el área o campo.


DESPRECIABLE ENTRE 0 y 5 %

POBRE ENTRE 5 y 10 %

MEDIA ENTRE 10 y 15 %

BUENA ENTRE 15 y 20 %

MUY BUENA SUPERIOR A 25 %

FACTORES QUE AFECTAN LA POROSIDAD

•FIGURA o FORMA DE LOA GRANOS

•DISTRIBUCIÓN DE LOS GRANOS

•CEMENTACIÓN

•CONTENIDO DE ARCILLAS

•FRACTURAMIENTO

•PROFUNDIDAD DE ENTERRAMIENTO


¿QUE ES LA

PERMEABILIDAD?

ES UNA MEDIDA DE LA HABILIDAD DE UN

MEDIO POROSO A TRANSMITIR FLUIDOS

O ES LA MEDIDA DE LA FACILIDAD CON

QUE UNA ROCA PERMITE QUE LOS

FLUIDOS SE MUEVAN DENTRO DEL

VOLUMEN POROSO INTERCONECTADO.

LA PERMEABILIDAD REGULA LA TASA A

LA CUAL LOS FLUIDOS PUEDEN SER

PRODUCIDOS O DESPLAZADOS DE ESTE

MEDIO POROSO.


TIPOS DE PERMEABILIDADES

1) PERMEABILIDAD HORIZONTAL O LATERAL

CORRESPONDE AL FLUJO DE FLUIDOS PARALELAMENTE

A LA ESTRATIFICACION

2) PERMEABILIDAD VERTICAL O TRANSVERSAL

CORRESPONDE AL FLUJO DE FLUIDOS PERPENDICULAR

A LA ESTRATIFICACION. SIENDO ESTA, NORMALMENTE,

INFERIOR A LA HORIZONTAL


TIPOS DE PERMEABILIDADES EN EL YACIMIENTO

PERMEABILIDAD ABSOLUTA (K): Es aquella cuando existe una sola fase

que satura 100% el medio poroso.

PERMEABILIDAD EFECTIVA (Ke): Es aquella cuando mas de una fase

fluye simultáneamente. Es función de la saturación del fluidos

considerado y será siempre menor al K.

PERMEABILIDAD RELATIVA (Kri): Es la relación entre la K/Kri

Depende de la saturación del fluido considerado. Kro, Krg, Krw

PERMEABILIDAD ANISOTROPICA: La permeabilidad es considerada a

nivel de yacimientos, una cualidad direccional, por lo que hay que

considerar la dirección de movimiento Kx, Ky , Kz


LA PERMEABILIDAD VARÍA SEGÚN LOS

SIGUIENTES RANGOS:

5 – 10 md REGULAR

10 – 100 md BUENA

100 – 1000 md MUY BUENA

FACTORES QUE AFECTAN LA PERMEABILIDAD

•ORIENTACIÓN DEL GRANO

•LAMINACIÓN

•BIOTURBACIÓN

•DIAGÉNESIS

•FRACTRAMIENTO

•LAS MISMAS QUE AFECTAN LA POROSIDAD


LA SATURACIÓN

La saturación de un medio poroso con respecto a un fluido se define como

la fracción del volumen poroso de una roca que esta ocupada por dicho

fluido.Donde:

Sx = Saturación de la fase X.

Vx = Volumen que ocupa la fase X.

Vt = Volumen poroso total de la roca.

La sumatoria de las saturaciones de todos los fluidos que se encuentran

presentes en el espacio poroso de una roca, debe ser igual a 1.


Tipos de


Tipos de Rocas Sedimentarias: ARENISCA

Se forma a partir del proceso diagenético de los depósitos sedimentarios de

Arenas

Se consideran como las rocas almacén por excelencia del petróleo.


Tipos de Rocas Sedimentarias: LUTITAS Se forma a partir del proceso diagenético de los depósitos sedimentarios de Arcillas.


Tipos de Rocas Sedimentarias: LUTITAS La composición química de los cementos de minerales de arcillas en las

rocas almacén determinará el comportamiento en el encuentro con los

líquidos inyectados para mantener la presión del yacimiento a niveles

deseados y, consecuentemente, la cantidad de petróleo a producir.

ILITA: Forma puentes en los cuellos de los poros, afectando la

eficiencia en la recuperación.

CAOLINITA: Forma agregado y rellenos en los poros, impidiendo el

paso del flujo en ese sector de la roca.

ESMECTITA: Tienden a expandirse al contacto con el agua, trayendo

consigo un aumento del volumen del espacio ocupado por estos

minerales de arcillas, con la consiguiente reducción de la porosidad y

permeabilidad.

CLORITA: Son extremadamente sencibles a los ácidos y a las aguas

oxigenadas, por lo que se disuelven y precipitan, reduciendo la

porosidad.


Tipos de Rocas Sedimentarias: LUTITAS


Tipos de Rocas Sedimentarias: CALIZAS Son aquellas rocas que por esencia están formadas por Carbonato

Cálcico.

El Carbonato cálcico se encuentra en dos variedades:

La Calcita : forma el constituyente principal de las piedras calizas y es la

variedad cristalina estable, se halla en los caparazones de muchos tipos

de invertebrados.

El Aragonito : es la forma

que toma el Carbonato

cálcico cuando cristalizan

sus disoluciones. No

obstante, es inestable en

presencia de agua y poco

a poco, se transforma en

Calcita.

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